圆柱齿轮几何计算原理及实用算法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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田培棠 等 著

图书标签:

• 圆柱齿轮
• 齿轮几何
• 齿轮计算
• 机械设计
• 工程机械
• 机械工程
• 算法
• 实用技术
• 齿轮加工
• 参数化设计

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118079456

版次：1

商品编码：10993810

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-04-01

用纸：胶版纸

页数：544

字数：870000

正文语种：中文

内容简介

　　 《圆柱齿轮几何计算原理及实用算法》分两篇。第一篇系统介绍了涉及渐开线圆柱齿轮几何计算的各个方面，阐述了齿轮各个几何尺寸参数的定义、由来及计算方法。第二篇详细介绍了利用本书研究制作的专用函数表和线图简捷进行齿轮几何计算的方法和大量实例。
　　 本书可作为工厂技术人员的工具书，工科大、中专院校师生教学、课程和毕业设计的参考书，技术人员继续教育的教材，从事齿轮和齿轮刀具研究的技术人员的参考书。

内页插图

目录

第一篇 圆柱齿轮几何计算
第一章 圆柱齿轮几何计算的理论基础
第一节 渐开线及其性质
一、渐开线的形成及极坐标方程
二、渐开线厦渐开线传动的特性
三、渐开线函数的解算
四、渐开线的弧长
第二节 圆柱齿轮的基本参数与基本齿廓
一、齿数z、模数m、齿形角a
二、基本齿廓
三、常用名词术语的代号及定义
第三节 斜齿圆柱齿轮参数
一、渐开螺旋面的形成及特性
二、端面和法面齿形参数间的关系
三、当量齿轮和当量齿数
第四节 交错轴齿轮副
一、传动原理
二、角度参数间的关系
三、传动比
第五节 齿轮的变位
一、变位齿轮的形成原理及特点
二、变位齿轮副
第二章 圆柱齿轮几何尺寸计算
第一节 齿厚
一、分度圆齿厚
二、任意圆周上的齿厚
三、分度圆弦齿厚及固定弦齿厚
四、斜齿轮法平面中的弦齿厚
第二节 公法线长度及跨越齿数
一、直齿轮
二、斜齿轮
三、公法线长度测量的限制条件
第三节 跨距测量及量棒（球）直径选择
一、跨距M
二、斜齿轮跨距计算方法的理论分析
三、量棒（球）直径dp的选择
第四节 中心距及啮合角
一、平行轴
二、交错轴
第五节 直径和齿高
一、分度圆直径
二、基圆直径
三、节圆直径
四、齿顶圆直径
五、齿根圆直径
六、齿高
第三章 齿轮啮合特性及啮合质量指标
第一节 齿顶厚Sa
一、方法1
二、方法2
三、允许的最小齿顶厚[sa]min
第二节 过渡曲线干涉
一、有效渐开线齿廓高度及对正确啮合
的影响
二、有效渐开线齿廓高度的计算
三、不发生过渡曲线干涉的判别条件
四、过渡曲线干涉现象的讨论
第三节 内齿轮副的齿廓重叠干涉
一、齿廓重叠干涉的产生
二、不发生齿廓重叠干涉的判别条件
第四节 重合度8及斜齿轮副接触线长度
一、重合度的概念
二、重合度的确定
三、斜齿轮副的接触线长度
第五节 压比
一、齿廓的曲率半径
二、啮合点的综合曲率
第六节 滑动比
一、渐开线齿廓的相对滑动
二、滑动比
第四章 切齿几何计算
第一节 齿廓曲线的构成及方程
一、齿廓曲线的构成
二、齿廓曲线方程
三、齿廓上各特殊点的位置
第二节 齿轮的根切
一、根切现象的产生和消除
二、根切量的计算
第三节 剃前齿轮齿廓与滚刀齿廓
一、剃前齿轮齿廓的形成
二、齿轮齿根过渡曲线与刀尖圆角的关系
三、确定非造形切削刃的齿形角
四、滚刀倒棱切削刃与齿轮齿顶倒棱尺寸间的关系
五、齿轮的根切量度齿根加厚量的计算
第四节 剃前齿轮齿廓与插齿刀齿廓
一、剃前插齿刀齿廓和齿轮齿廓间的相互关系
二、按刀顶凸起点的尺寸来确定齿轮齿根沉割（挖根）开始点的位置
三、按齿轮齿根沉割（挖根）开始点的位置来
确定刀顶凸起点的尺寸
四、插齿刀倒棱切削部分与齿轮齿项倒棱尺寸间的关系
第五节 插制内齿轮时的展成顶切
一、不产生展成顶切的条件
二、最大顶切高度的计算
三、内齿轮展成顶切校验的讨论
第五章 圆柱齿轮几何尺寸及参数的微分简式
第一节 啮合中心距的简化计算
一、平行轴齿轮副中心距的简化计算
二、交错轴齿轮副中心距的简化计算
第二节 啮合角的简化计算
一、平行轴齿轮副啮合角的简化计算
二、交错轴齿轮副啮合角的简化计算
第三节 齿轮几何参数尺寸间的微分简式
一、分度圆齿厚、公法线长度和跨距尺寸间的微分关系
三、顶圆齿厚Sa与变位系数x的微分关系式
第四节 微分简式的汇总
附录 常用数学公式及计算器编程方法
一、三角函数
二、微分公式及法则
三、在函数计算器上鳊程解算超越方程
第六章 齿轮主要参数的选择原则和方法
第一节 渐开线圆柱齿轮传动的特点和主要参数选择
一、渐开线圆柱齿轮传动的特点
二、主要参数选择
第二节 变位系数的选择
一、变位系数的选择原则
二、变位系数的选择方法
第三节 齿轮图样上应注明的尺寸数据
……
第二篇 利用专用图表简化几何计算
参考文献

前言/序言

《精密机械设计基础》 本书旨在为机械设计领域的初学者和专业人士提供一套全面而系统的基础知识体系。全书围绕机械零件的设计、加工与装配核心环节展开，深入浅出地阐述了机械设计的基本原理、方法与技术。 第一部分：机械零件设计基础 本部分首先从宏观角度介绍机械零件的功能、结构与材料选择。我们将详细探讨不同材料的力学性能、加工特性以及在各种工况下的适用性，并提供一套实用的材料选型流程。 紧接着，深入剖析了机械零件的强度设计。我们将介绍应力分析的基本方法，包括静强度、疲劳强度以及许用应力度的概念。本书将详细讲解轴、齿轮、螺纹、键、联轴器等常见零件的设计准则，结合丰富的工程实例，演示如何根据载荷条件、工作环境和安全系数来确定零件的尺寸和形状。在此过程中，我们将强调几何形状对零件承载能力的影响，例如圆角、过渡以及截面形状的选择。 同时，本书也将重点关注零件的刚度设计。对于需要维持较高精度的机械部件，例如精密轴系、传动装置的壳体等，刚度设计至关 অপরিণ。我们将介绍弹性力学的基础概念，并讲解如何通过有限元分析等工具来评估零件的变形量，以及如何优化设计以提高零件的刚度。 第二部分：机械加工工艺与装备 本部分将重点介绍机械零件的制造工艺。我们将首先概述切削加工、磨削加工、特种加工等主流加工方法的原理、特点与适用范围。对于常见的加工工艺，例如车削、铣削、钻削、镗削等，我们将详细介绍其加工过程、工艺参数的选择原则以及相关的加工机床。 本书还将深入探讨公差与配合的设计。我们将详细讲解国家标准中的公差等级体系，以及不同配合（过盈配合、间隙配合、过渡配合）的特点与应用。通过实例分析，指导读者如何根据零件的功能要求和装配需求，合理地标注公差和配合，确保机械产品的装配精度和工作性能。 此外，本部分还将触及表面粗糙度与表面处理。我们将介绍表面粗糙度对零件工作性能的影响，例如摩擦磨损、密封性、抗疲劳等，并讲解如何根据具体要求选择合适的表面粗糙度参数。同时，也将简要介绍常见的表面处理技术，如热处理、表面淬火、镀层等，以及它们对零件性能的提升作用。 第三部分：机械系统设计与集成 在掌握了零件设计与加工的基础知识后，本部分将引导读者将这些知识融会贯通，进行更复杂的机械系统的设计。我们将从机构运动分析与综合入手，介绍各种常见机械机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、带传动、链传动等）的工作原理、运动特性和设计方法。 本书还将重点关注润滑与密封技术。我们将深入探讨不同类型润滑剂的特性，以及润滑在减少摩擦磨损、散热和防锈方面的重要作用。同时，也将详细介绍各种密封结构（油封、O型圈、机械密封等）的工作原理、选型原则以及安装要点，以确保机械设备的正常运行和使用寿命。 最后，本部分将探讨机械系统的可靠性设计与故障诊断。我们将介绍提高机械系统可靠性的基本原则，例如冗余设计、材料选择、工艺控制等。同时，也将提供一些初步的故障诊断方法和思路，帮助读者理解和解决实际工程中可能出现的机械故障。 全书特色： 理论与实践相结合： 本书紧密联系工程实际，理论讲解深入浅出，辅以大量经典案例分析，帮助读者将抽象的理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 注重基础与系统性： 从零件设计到系统集成，构建了一个完整而系统的机械设计知识框架，适合作为机械设计专业的入门教材或工程师的案头参考。 强调工程思维： 鼓励读者在设计过程中进行多角度的权衡与优化，培养严谨的工程思维和解决复杂问题的能力。 本书适合机械设计、制造、自动化等专业的在校学生，以及从事机械设计、研发、制造的工程师阅读。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对齿轮的几何形状就充满了好奇。为什么圆柱齿轮的齿会是那个样子？它们是如何啮合的？这些问题一直萦绕在我脑海里。直到我看到这本书，我才真正找到了答案。这本书就像一个精密的齿轮工作室，带我一步步深入探索圆柱齿轮的几何世界。它从最基础的齿轮几何概念讲起，比如模数、压力角、分度圆，然后逐步深入到齿廓曲线的生成原理，特别是渐开线。书中对渐开线的数学描述和生成过程的讲解，让我耳目一新。我以前只是知道渐开线，但不知道它是如何形成的，以及它有哪些重要的特性。这本书让我明白了，渐开线是基圆滚动时，在半径线上一点的轨迹，这简单的几何描述，却造就了圆柱齿轮平稳、高效的传动性能。书中还对齿轮的各个关键尺寸进行了详细的定义和计算，比如齿顶圆、齿根圆、齿厚、齿隙等等。每一个参数的背后，都有着深刻的几何意义。我尤其喜欢书中对齿轮副啮合时，齿廓曲线上各点相对运动的几何分析。它让我看到了齿轮在运动中如何传递动力，以及哪些几何因素会影响传动的平稳性。这本书让我对圆柱齿轮有了全新的认识，它不再仅仅是一个机械零件，而是一个充满数学智慧和工程巧思的杰作。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一个优秀的工程技术书籍，应该能够兼顾理论的深度和实践的可操作性。这本书在这一点上做得非常到位。对于圆柱齿轮的几何计算，它不仅仅提供了严谨的数学推导，更重要的是，它将这些理论知识转化为了一系列实用的算法和计算流程。我曾经尝试过用一些通用的CAD软件来绘制齿轮，但很多时候，对于一些特殊的齿数组合或者非标设计，总是难以精确控制。这本书则提供了一种系统化的方法，让我能够按照书中的步骤，精确地计算出齿轮的各项几何参数，并生成精确的CAD模型。书中对齿廓曲线的数学模型进行了详细的分析，并给出了如何根据这些模型生成渐开线齿廓的算法。这对于我来说，非常有启发。我之前一直以为齿廓生成是一个比较黑箱的过程，但通过这本书，我明白了其中的数学原理。此外，书中对一些常见的齿轮设计问题，比如重合度、接触轨迹、干涉区等的分析，也都提供了具体的计算方法和判定标准。这对于我避免设计中的常见错误，提高设计质量，起到了非常重要的作用。这本书让我觉得，齿轮设计不再是经验的积累，而是可以通过精确的计算和算法来实现的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚步入齿轮设计行业的工程师，对于很多理论知识还处于学习和积累的阶段。在学校里，我们接触过一些齿轮传动的基本概念，但真正涉及到具体设计时，常常会遇到各种各样的问题。尤其是在处理圆柱齿轮的几何尺寸计算时，那些复杂的公式和参数，总让我感到头晕目眩。这本书的出现，无疑是为我打开了一扇通往圆柱齿轮设计殿堂的大门。它不仅提供了详尽的公式推导，更重要的是，它深入浅出地解释了这些公式背后的几何原理，让我能够真正理解为什么是这样计算，而不是简单地记忆和套用。书中对于齿轮关键尺寸的定义和计算方法，比如模数、压力角、齿数、齿顶高、齿根高、齿厚、齿隙等等，都有非常清晰的阐述。我特别欣赏书中对齿廓曲线（特别是渐开线）的生成原理的讲解，它通过生动的图示和逻辑严谨的文字，让我深刻理解了渐开线的特性以及它在齿轮传动中的重要作用。此外，书中还提供了一些实用的算法和计算示例，这对于我这样的新手来说，非常有指导意义。我能够对照着书中的算法，自己动手进行计算，加深对理论知识的理解。这本书让我觉得，齿轮设计并非高不可攀，只要掌握了正确的原理和方法，就能够游刃有余地应对各种设计挑战。它为我今后的工作打下了坚实的基础，让我对未来的学习和发展充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常独特，它不仅仅将圆柱齿轮的几何计算看作是一系列公式的应用，而是将其置于一个更广阔的几何和数学框架下进行探讨。作者的分析非常深入，不仅仅是告诉我们“怎么算”，更是解释了“为什么这样算”。从渐开线生成的原理，到齿形参数对齿轮啮合性能的影响，这本书都进行了细致的剖析。我特别欣赏书中关于齿廓曲线上点的位置矢量、速度矢量和加速度矢量的几何推导。这些分析，虽然在传统的齿轮教材中可能有所涉及，但本书的阐述更加系统和深入，让我能够从微分几何的角度去理解齿轮啮合的动态过程。书中对于变位齿轮的几何分析也相当精彩，它解释了为什么需要变位，以及变位系数如何影响齿轮的几何尺寸和啮合性能，这对于解决一些特殊传动比或者提高齿轮承载能力的问题提供了重要的理论依据。我曾遇到过一个设计案例，需要在一个非常小的空间内实现较高的传动比，当时就卡在了齿轮的几何设计上，特别是干涉和根切的问题。如果当时有这本书，我相信我能够更快地找到解决方案。这本书让我看到了圆柱齿轮几何计算背后蕴含的数学之美，也让我对如何通过精确的几何设计来优化传动性能有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的机械工程师，我对各种传动零部件的几何设计都颇有研究。然而，圆柱齿轮作为最基础也是最广泛应用的齿轮类型，其几何计算的精细之处，依然值得深入探讨。这本书在这一点上做得非常出色。它不仅仅停留在表面的参数计算，而是深入挖掘了圆柱齿轮几何设计的本质。从齿廓曲线的数学模型，到各基本圆、分度圆、顶圆、根圆之间的精确关系，再到齿厚的分配、齿隙的控制，每一个环节都进行了严谨的分析。书中对于齿廓啮合的几何条件、干涉和根切的产生条件，以及如何通过调整设计参数来避免这些问题，都进行了详细的阐述。我尤其赞赏书中对齿轮副啮合时，齿廓曲线上任意一点的相对速度、相对加速度的几何分析。这对于理解齿轮传动的平稳性和效率至关重要。书中提供的实用算法，不仅仅是计算公式的简单罗列，而是将理论与实践相结合，考虑了实际加工中的一些因素，使得计算结果更贴近实际应用。它帮助我更深入地理解了为什么在某些特定的设计场景下，需要对传统的计算方法进行微调。这本书让我对圆柱齿轮的几何设计有了更宏观和更微观的认识，它不仅巩固了我已有的知识，更在一些细节上给予了我新的启发，让我能够更自信地应对复杂的设计任务。

评分☆☆☆☆☆

这本书以一种非常独特的方式，展现了圆柱齿轮的几何计算之美。作者并没有满足于简单地呈现计算公式，而是深入挖掘了这些公式背后的几何原理和数学逻辑。从渐开线生成的基本原理，到齿轮各关键尺寸之间的相互关系，再到齿廓曲线上点的运动轨迹和速度分析，作者都进行了详尽而清晰的阐述。我特别喜欢书中对齿轮副啮合时，齿廓曲线上各点相对运动的几何分析。它不仅仅是简单地给出速度和加速度的计算公式，而是通过几何学的视角，让我更直观地理解了齿轮在传递动力过程中，齿廓之间的相互作用。这种深入的几何分析，能够帮助工程师更好地理解齿轮传动的平稳性和效率是如何由其几何形状决定的。书中还对齿轮的加工精度、表面粗糙度等实际加工因素对齿轮几何尺寸的影响进行了探讨，这对于设计出满足实际加工要求的齿轮具有重要的参考价值。这本书让我意识到，圆柱齿轮的几何计算不仅仅是数学问题，更是工程实践中不可或缺的关键环节。它为我提供了解决实际工程问题的有力工具，并激发了我对齿轮设计更深层次的思考。

评分☆☆☆☆☆

我一直对机械设计中的几何学应用非常感兴趣，而圆柱齿轮的几何计算无疑是一个非常典型的例子。这本书的出现，让我对这一领域有了更深入的理解。它不仅仅是罗列公式，更是系统地阐述了圆柱齿轮几何计算的原理和方法。我特别欣赏书中对渐开线齿廓生成原理的讲解，它通过清晰的几何解释，让我理解了为什么渐开线会成为齿轮传动的优选曲线。书中对齿轮各关键尺寸的定义和计算方法，如模数、压力角、齿数、齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆之间的相互关系，都进行了详细的分析。这让我能够更准确地理解和掌握这些参数的意义和作用。此外，书中还提供了实用的算法，能够指导工程师进行精确的齿轮几何尺寸计算。这对于我在实际设计中，能够根据具体需求，设计出符合要求的圆柱齿轮，提供了非常重要的支持。这本书不仅巩固了我已有的知识，更在很多细节上给予了我新的启发，让我对圆柱齿轮的设计有了更全面、更深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于，它将抽象的圆柱齿轮几何计算原理，通过系统化的讲解和实用的算法，变得触手可及。我作为一名机械工程师，在实际工作中经常需要进行齿轮的设计和计算，而这本书则为我提供了一个坚实的理论基础和一套可行的操作方法。书中对齿轮几何形状的分析，从基础的齿轮几何参数，到渐开线齿廓的生成原理，再到齿廓曲线上点的运动分析，都进行了深入的阐述。我特别欣赏书中对齿轮副啮合时的几何分析，它能够帮助我理解齿轮传动是如何工作的，以及哪些几何因素会影响传动的平稳性和效率。书中提供的实用算法，不仅仅是简单地列出公式，而是将理论与实践相结合，考虑了实际加工中的一些因素，使得计算结果更加贴近实际应用。这对于我避免设计中的常见错误，提高设计质量，起到了非常重要的作用。这本书让我对圆柱齿轮的几何设计有了更深刻的认识，它不仅是一本技术手册，更是一本能够帮助我提升设计能力和解决实际工程问题的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

对于许多在实际工程中需要进行齿轮设计和计算的工程师来说，一本能够提供清晰理论解释和实用计算方法的书籍至关重要。这本书恰恰满足了这一需求。它在介绍圆柱齿轮的几何计算原理时，不仅给出了详细的数学推导，更注重从几何学的角度进行阐释，让读者能够理解公式背后的物理含义和几何意义。例如，书中对齿廓曲线上任意一点在空间中的位置、速度和加速度的分析，能够帮助工程师更深入地理解齿轮啮合时的动态行为。此外，书中提供的实用算法，不仅仅是简单的公式套用，而是将理论知识转化为可操作的计算流程，并考虑了实际设计中可能遇到的问题，如干涉和根切的发生条件及避免方法。我尤其欣赏书中对变位齿轮几何设计的详细介绍。变位齿轮在很多现代机械设计中扮演着重要角色，能够解决一些传统齿轮难以实现的传动需求。本书对变位系数对齿轮几何尺寸和啮合性能的影响进行了深入分析，并提供了相应的计算方法，这对于提高齿轮的设计精度和可靠性具有重要的指导意义。总而言之，这本书为工程师提供了一个系统、深入且实用的圆柱齿轮几何计算指南，能够有效提升设计效率和设计质量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，着实让我这个机械设计领域的从业者眼前一亮。在我多年的工作中，虽然接触过各种各样的齿轮，但对于圆柱齿轮的几何计算，总有一种“似懂非懂”的感觉。特别是当遇到一些特殊情况，比如需要设计非常规的齿数组合，或者在有限的空间内实现特定的传动比时，那份精确到小数点后几位的几何关系推导，常常让我感到力不从心。这本书则像一把钥匙，悄然开启了我对圆柱齿轮几何世界更深层次的理解。它不仅仅是罗列公式，更是深入浅出地阐述了每个公式背后蕴含的几何原理。从齿廓曲线的生成，到齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆之间的相互关系，再到齿厚、齿隙、重叠度等关键参数的定义与计算，这本书都进行了详尽的讲解。我尤其喜欢书中关于渐开线生成原理的阐述，它通过清晰的图示和严谨的数学推导，让我明白了为什么渐开线会成为圆柱齿轮最常用的齿廓曲线，以及它所带来的诸多优良传动特性。书中还对不同齿轮模数、压力角、齿数对齿轮几何尺寸的影响进行了详细的分析，这对于实际设计中的选型和优化提供了非常有价值的参考。当我翻阅书中的章节，看到那些复杂的几何模型在作者的笔下变得条理清晰，一个个抽象的概念变得具体可见时，我仿佛置身于一个精密的数学模型之中，感受着每一个参数的精确变化所带来的影响。这本书让我对圆柱齿轮的设计不再停留在“调参”的层面，而是上升到了对整体几何结构的深刻洞察，这对于提升我的设计能力和解决实际工程问题有着不可估量的作用。

评分☆☆☆☆☆

讲解很全面，很喜欢。把很多以前没理解的东西都理解了。

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挺好的

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